En viktig termoteknisk egenskap hos bränsle är dess specifika förbränningsvärme.

Specifik värme vid förbränning av bränsle

Skilj mellan specifikt högre och lägre värmevärde. Specifik värme förbränning av arbetsbränslet, med hänsyn till den extra värme som frigörs under kondensationen av vattenånga som finns i förbränningsprodukterna, kallas högre specifikt värmevärde för arbetsbränsle. Denna extra mängd värme kan bestämmas genom att multiplicera massan vattenånga som genereras från avdunstning av bränslefukt /100 och från förbränning av väte 9 /100 , för latent kondensationsvärme av vattenånga, lika med cirka 2500 kJ/kg.

Specifikt lägre värmevärde för bränsle – den mängd värme som frigörs under normala praktiska förhållanden, d.v.s. när vattenånga inte kondenserar, utan släpps ut i atmosfären.

Således kan förhållandet mellan högre och lägre specifikt förbränningsvärme uttryckas med ekvationen - = =25(9 ).

64. Villkorligt bränsle.

bränsleär vilket ämne som helst som under förbränning (oxidation) avger en betydande mängd värme per massa- eller volymenhet och är tillgängligt för massanvändning.

Naturliga och härledda organiska föreningar i fast, flytande och gasformigt tillstånd används som bränsle.

Eventuellt organiskt bränsle består av kol, väte, syre, kväve, flyktigt svavel, medan fasta och flytande bränslen består av aska (mineralrester) och fukt.

En viktig termoteknisk egenskap hos bränsle är dess specifika förbränningsvärme.

Specifik värme vid förbränning av bränsleär mängden värme som frigörs vid fullständig förbränning av en enhetsmängd bränsleämne.

Ju lägre specifika förbränningsvärme för bränslet är, desto mer förbrukas det i pannenheten. För jämförelse olika sorter bränsle, enligt deras termiska effekt, introducerades konceptet med konventionellt bränsle, vars specifika förbränningsvärme togs = 29,3 MJ / kg.

Förhållandet Q H R för detta bränsle till Q sp av standardbränsle kallas ekvivalenten med E. Sedan utförs omvandlingen av förbrukningen av naturligt bränsle V N till standardbränsle V UT enligt formeln:

Villkorligt bränsle- redovisningsenheten för fossila bränslen, det vill säga olja och dess derivat, naturliga och speciellt erhållna under destillation av skiffer och kol, gas, torv, som används i beräkningar, som används för att beräkna den användbara verkan av olika typer av bränsle i deras totala redovisning.

I Sovjetunionen och Ryssland per enhet referensbränsle(c.u.) accepterades värmevärde 1 kg kol = 29,3 MJ eller 7000 kcal. International Energy Agency ( IEA) tog enheten oljeekvivalent, vanligtvis betecknad med förkortningen TÅ(Engelsk . Ton oljeekvivalent). Ett ton oljeekvivalent motsvarar 41,868 GJ eller 11,63 MWh. Enheten används också - ett fat oljeekvivalent ( BOE).

65. Överskottsluftkoefficient.

Siffran som visar hur många gånger det faktiska luftflödet är större än den teoretiskt erforderliga luftmängden kallas överskott av luftkoefficient, d.v.s. faktiska luftflödet L (i kg/kg) eller V (m 3 / m 3) är lika med dess teoretiskt erforderliga mängd L o eller V o > multiplicerat med koefficienten för luftöverskott a

V= aV 0 .

Beräkningar av kostnaden för 1 kWh:

• Dieselbränsle. Den specifika förbränningsvärmen för dieselbränsle är 43 mJ/kg; eller, med hänsyn till densiteten på 35 mJ / liter; med hänsyn till en dieselpannas verkningsgrad (89%) får vi att vid förbränning av 1 liter genereras 31 mJ energi, eller i mer bekanta enheter 8,6 kWh.
  • Kostnaden för 1 liter dieselbränsle är 20 rubel.
  • Kostnaden för 1 kWh dieselbränsleförbränningsenergi är 2,33 rubel.

• Propan-butan mix SPBT(Flytande kolvätegas SUG). Det specifika värmevärdet för gasol är 45,2 mJ/kg eller, med hänsyn tagen till densiteten, 27 mJ/liter, med hänsyn tagen till effektiviteten gaspanna 95 %, vi får att vid förbränning av 1 liter genereras 25,65 mJ energi, eller i mer bekanta enheter - 7,125 kWh.
  • Kostnaden för 1 liter gasol är 11,8 rubel.
  • Kostnaden för 1 kWh energi är 1,66 rubel.

Skillnaden i priset på 1 kW värme från förbränning av diesel och gasol visade sig vara 29 %. Ovanstående figurer visar att flytande gas är mer ekonomiskt av de angivna värmekällorna. För att få en mer exakt beräkning måste du sätta de aktuella energipriserna.

Användningsegenskaper flytande gas och dieselbränsle

DIESELBRÄNSLE. Det finns flera sorter som skiljer sig åt i svavelhalt. Men för pannan är detta inte särskilt viktigt. Men uppdelningen i vinter- och sommardiesel är viktig. Standarden fastställer tre huvudkvaliteter av dieselbränsle. Den vanligaste är sommaren (L), dess tillämpningsområde är från O ° C och uppåt. Vinter dieselbränsle(3) tillämpa när negativa temperaturer luft (upp till -30°С). Med mer låga temperaturer arctic (A) dieselbränsle bör användas. signum diesel är dess grumlingspunkt. Detta är faktiskt den temperatur vid vilken paraffinerna i dieselbränsle börjar kristallisera. Det blir verkligen grumligt och med ytterligare temperatursänkning blir det som gelé eller frusen fet soppa. De minsta kristallerna av paraffin täpper till porerna på bränslefilter och skyddsnät, lägger sig i rörledningskanalerna och förlamar arbetet. För sommarbränsle är grumlingspunkten -5°C och för vinterbränsle är den -25°C. En viktig indikator, som måste anges i passet för dieselbränsle, är den maximala filtrerbarhetstemperaturen. Grumligt dieselbränsle kan användas upp till filtrerbarhetstemperaturen, och sedan - ett igensatt filter och en bränsleavstängning. Vinterdiesel skiljer sig inte från sommardiesel vare sig i färg eller lukt. Så det visar sig att bara Gud (och tankbilen) vet vad som faktiskt är översvämmat. Vissa hantverkare blandar sommardieselbränsle med BGS (bensingas) och annan vodka, vilket uppnår en lägre filtreringstemperatur, vilket är fyllt med både pumpfel och helt enkelt en explosion på grund av det faktum att denna helveteskropp har en reducerad flampunkt. Dessutom, istället för diesel, kan lätt eldningsolja tillföras, utåt skiljer den sig inte, men den innehåller fler föroreningar, dessutom de som inte finns i diesel alls. Vilket är fyllt med kontaminering av bränsleutrustningen och dess inte billig rengöring. Av det föregående kan vi dra slutsatsen att om du köper en dieselmotor till ett lågt pris, från privatpersoner eller overifierade organisationer, kan du reparera eller frysa upp värmesystemet. Priset på diesel, levererat till ditt hem, fluktuerar med en rubel från priserna på bensinstationer, både upp och ner beroende på stugans avstånd och mängden bränsle som transporteras, allt som är billigare bör varna dig om du är inte extrem , och var inte rädd för att övernatta i ett kylhus i 30 graders frost.

FLYTANDE GAS. Precis som med dieselbränsle finns det flera kvaliteter av SPBT som skiljer sig åt i sammansättningen av blandningen av propan och butan. Vintermix, sommar och arktiskt. Vinterblandningen är 65 % propan, 30 % butan och 5 % gasföroreningar. Sommarblandningen består av 45% propan, 50% butan, 5% gasföroreningar. Arktisk blandning - 95% propan och 5% orenheter. En blandning av 95% butan och 5% föroreningar kan tillföras, en sådan blandning kallas hushåll. En mycket liten mängd av ett svavelhaltigt ämne, ett luktämne, tillsätts till varje blandning för att skapa en "gaslukt". Ur förbränningssynpunkt och effekten på utrustningen har blandningens sammansättning praktiskt taget ingen effekt. Butan, även om det är mycket billigare, är något bättre för uppvärmning än propan - det har fler kalorier, men det har en mycket stor nackdel som gör det svårt att använda det under ryska förhållanden - butan slutar avdunsta och förblir flytande vid noll grader. Om du har en importerad tank med låg hals eller vertikal (förångningsspegelns djup är mindre än 1,5 meter) eller är i en plastsarkofag som försämrar värmeöverföringen, kan tanken vid långvarig frost stoppa avdunstningen av butan , inte bara på grund av frost, utan också från - på grund av otillräcklig värmeöverföring (under avdunstning kyler gasen sig själv). Vid temperaturer under 3 grader Celsius slutar importerade behållare gjorda för förhållandena i Tyskland, Tjeckien, Italien, Polen, med intensiv avdunstning, att producera gas efter att all propan har avdunstat, och bara butan finns kvar.

Låt oss nu jämföra konsumentegenskaperna hos gasol och diesel

Användningen av gasol är 29 % billigare än diesel. Kvaliteten på gasol påverkar inte dess konsumentegenskaper vid användning av AvtonomGas-tankar, dessutom mer innehåll butan i blandningen, desto bättre fungerar det gasutrustning. Dieselbränsle av låg kvalitet kan leda till allvarliga skador uppvärmningsutrustning. Användningen av flytande gas kommer att befria dig från närvaron av lukten av dieselbränsle i huset. Flytande gas innehåller mindre giftiga svavelföreningar och som ett resultat finns det inga luftföroreningar på din personlig tomt. Från flytande gas kan inte bara pannan fungera för dig utan också gasspis, samt en gasspis och en gaselgenerator.

Förutom huvudkomponenterna innehåller kol olika icke-brännbara askbildande tillsatser, "rock". Aska förorenar miljö och sintras till slagg på gallret, vilket gör det svårt att elda kol. Dessutom minskar närvaron av berg den specifika värmen vid förbränning av kol. Beroende på sorten och villkoren för extraktion, mängden mineraler varierar mycket, askhalten i stenkol är ca 15 % (10–20 %).
En annan skadlig komponent i kol är svavel. Vid förbränning av svavel bildas oxider som i atmosfären blir till svavelsyra. Svavelhalten i kolet som vi levererar till kunder via vårt nätverk av representanter är cirka 0,5 %, vilket är ett mycket lågt värde, vilket gör att ekologin i ditt hem kommer att sparas.
Huvudindikatorn för något bränsle - specifikt förbränningsvärme. För kol är denna siffra:

Dessa siffror avser kolkoncentrat. De faktiska siffrorna kan skilja sig betydligt. Så för vanligt kol, som kan köpas på koldepåer, anges värdet på 5000-5500 kcal / kg. Vi använder 5300 kcal/kg i våra beräkningar.
Kolets densitet är från 1 till 1,7 (hårkol - 1,3–1,4) g / cm 3, beroende på typ och innehåll av mineraler. Används även inom teknik bulkdensitet”, det handlar om 800-1 000 kg/m 3.

Typer och kvaliteter av kol

Kol klassificeras enligt många parametrar (produktionsgeografi, kemisk sammansättning), men ur "hushållssynpunkt", när man köper kol för användning i ugnar, är det tillräckligt att förstå märkningen och möjligheten att använda det i Thermorobot.

Beroende på graden av förkolning finns det tre typer av kol: brun, sten och antracit. Följande kolbeteckningssystem används: Mängd = (varumärke) + (storlek).

Förutom de huvudkvaliteter som anges i tabellen särskiljs också mellanklasser av stenkol: DG (långflammig gas), GZh (fettgas), KZh (koksfett), PA (halvantracit), brunkol är också indelade i grupper.
Kokskvaliteter av kol (G, koks, Zh, K, OS) används praktiskt taget inte inom termisk kraftteknik, eftersom de är en knapp råvara för koksindustrin.
Enligt storleksklassen (storlek på bitar, fraktion) är högkvalitativt kol uppdelat i:

Förutom kol i storlek finns kombinerade fraktioner och sorteringar till försäljning (PC, KO, OM, MS, SSH, MSSh, OMSSH). Storleken på kolet bestäms utifrån det mindre värdet av den minsta fraktionen och det större värdet av den största fraktionen som anges i kolsortens namn.
Till exempel är OM-fraktionen (M - 13–25, O - 25-50) 13–50 mm.

Utöver dessa typer av kol finns kolbriketter till försäljning, som pressas från låganrikat kolslam.

Hur kol brinner

Kol består av två brännbara komponenter: flyktiga ämnen och fast (koks) återstod.

I det första steget av förbränningen frigörs flyktiga ämnen; med ett överskott av syre brinner de snabbt ut, vilket ger en lång låga, men en liten mängd värme.

Därefter brinner koksresten ut; intensiteten av dess förbränning och antändningstemperaturen beror på graden av koalifiering, det vill säga på typen av kol (brunt, sten, antracit).
Ju högre koalifikationsgrad (antracit har högst), desto högre antändningstemperatur och värmevärde, men desto lägre är förbränningsintensiteten.

Kol klasserna D, G

På grund av det höga innehållet av flyktiga ämnen flammar sådant kol snabbt upp och brinner snabbt. Kol av dessa kvaliteter finns tillgängligt och lämpar sig för nästan alla typer av pannor, men för fullständig förbränning måste detta kol tillföras i små portioner så att de frigjorda flyktiga ämnena hinner helt kombineras med atmosfäriskt syre. Fullständig förbränning av kol kännetecknas av en gul låga och klara rökgaser; ofullständig förbränning av flyktiga ämnen ger en röd flamma och svart rök.
För effektiv förbränning av sådant kol måste processen ständigt övervakas, detta driftsätt är implementerat i Thermorobots automatiska pannhus.

Klass A kol

Det är svårare att tända den, men den brinner länge och avger mycket mer värme. Kol kan laddas i stora partier, eftersom de bränner huvudsakligen koksrester, det sker ingen massutsläpp av flyktiga ämnen. Blåsningsläget är mycket viktigt, eftersom förbränningen sker långsamt med brist på luft, den kan stoppa, eller omvänt, en överdriven ökning av temperaturen, vilket leder till värmeförlust och utbränning av pannan.

5. TERMISK FÖRBRÄNNINGSBALANS

Tänk på beräkningsmetoder värmebalans förbränningsprocess av gasformiga, flytande och fasta bränslen. Beräkningen reduceras till att lösa följande problem.

· Bestämning av bränslets förbränningsvärme (värmevärde).

· Bestämning av den teoretiska förbränningstemperaturen.

5.1. BRÄNNANDE VÄRME

Kemiska reaktioner åtföljs av frigöring eller absorption av värme. När värme frigörs kallas reaktionen exoterm och när den absorberas kallas den endoterm. Alla förbränningsreaktioner är exotermiska och förbränningsprodukter är exoterma föreningar.

Frigörs (eller absorberas) under kursen kemisk reaktion värme kallas reaktionsvärme. I exoterma reaktioner är det positivt, i endoterma reaktioner är det negativt. Förbränningsreaktionen åtföljs alltid av frigöring av värme. Förbränningsvärme Q g(J / mol) är mängden värme som frigörs under den fullständiga förbränningen av en mol av ett ämne och omvandlingen av ett brännbart ämne till produkter av fullständig förbränning. Mullvad är den grundläggande SI-enheten för mängden av ett ämne. En mol är en sådan mängd av ett ämne som innehåller lika många partiklar (atomer, molekyler etc.) som det finns atomer i 12 g av kol-12-isotopen. Massan av en mängd av ett ämne lika med 1 mol (molekylär eller molär massa) sammanfaller numeriskt med den relativa molekylvikten för det givna ämnet.

Till exempel är den relativa molekylvikten för syre (O 2 ) 32, koldioxid (CO 2 ) är 44, och motsvarande molekylvikter skulle vara M=32 g/mol och M=44 g/mol. En mol syre innehåller alltså 32 gram av detta ämne och en mol CO 2 innehåller 44 gram koldioxid.

I tekniska beräkningar används ofta inte förbränningsvärmen Q g och bränslets värmevärde F(J/kg eller J/m3). Ett ämnes värmevärde är den mängd värme som frigörs vid en fullständig förbränning av 1 kg eller 1 m 3 av ett ämne. För flytande och fasta ämnen utförs beräkningen per 1 kg och för gasformiga ämnen per 1 m 3.

Kunskap om förbränningsvärmen och bränslets värmevärde är nödvändig för att beräkna förbrännings- eller explosionstemperatur, explosionstryck, flamutbredningshastighet och andra egenskaper. Bränslets värmevärde bestäms antingen experimentellt eller genom beräkning. Vid den experimentella bestämningen av värmevärdet bränns en given massa fast eller flytande bränsle i en kalorimetrisk bomb och i fallet med gasformigt bränsle i en gaskalorimeter. Dessa enheter mäter den totala värmen F 0 , frigörs under förbränningen av ett prov av bränslevägning m. Värmevärde Q g hittas enligt formeln

Samband mellan förbränningsvärme och
bränslets värmevärde

För att fastställa ett samband mellan förbränningsvärmen och ett ämnes värmevärde är det nödvändigt att skriva ner ekvationen för den kemiska reaktionen vid förbränning.

Produkt fullständig förbränning kol är koldioxid:

C + O 2 → CO 2.

Produkten av fullständig förbränning av väte är vatten:

2H2 + O2 → 2H2O.

Produkten av fullständig förbränning av svavel är svaveldioxid:

S + O 2 → SO 2.

Samtidigt frigörs kväve, halogenider och andra obrännbara ämnen i fri form.

brännbar gas

Som ett exempel kommer vi att beräkna värmevärdet för metan CH 4, för vilket förbränningsvärmen är lika med Q g=882.6 .

Bestäm molekylvikten för metan i enlighet med dess kemisk formel(CH 4):

М=1∙12+4∙1=16 g/mol.

Bestäm värmevärdet för 1 kg metan:

Låt oss ta reda på volymen av 1 kg metan, med kännedom om dess densitet ρ=0,717 kg/m 3 under normala förhållanden:

.

Bestäm värmevärdet för 1 m 3 metan:

Värmevärdet för eventuella brännbara gaser bestäms på liknande sätt. För många vanliga ämnen har värmevärdena och värmevärdena mätts med hög noggrannhet och anges i relevant referenslitteratur. Här är en tabell över värmevärden för några gasformiga ämnen(Tabell 5.1). Värde F i denna tabell anges det i MJ / m 3 och i kcal / m 3, eftersom 1 kcal = 4,1868 kJ ofta används som värmeenhet.

Tabell 5.1

Värmevärde för gasformiga bränslen

Ämne			Acetylen
F

brännbar vätska eller fast

Som ett exempel kommer vi att beräkna värmevärdet för etylalkohol C 2 H 5 OH, för vilken förbränningsvärmen Q g= 1373,3 kJ/mol.

Bestäm molekylvikten för etylalkohol i enlighet med dess kemiska formel (C 2 H 5 OH):

М = 2∙12 + 5∙1 + 1∙16 + 1∙1 = 46 g/mol.

Bestäm värmevärdet för 1 kg etylalkohol:

Värmevärdet för eventuella flytande och fasta brännbara ämnen bestäms på liknande sätt. I tabell. 5.2 och 5.3 visar värmevärdena F(MJ/kg och kcal/kg) för vissa flytande och fasta ämnen.

Tabell 5.2

Värmevärde för flytande bränslen

Ämne		Metylalkohol	Etanol			Brännolja, olja
F

Tabell 5.3

Värmevärde för fasta bränslen

Ämne		trä färskt	trä torrt	brunkol	Torv torr	Antracit, koks
F

Mendeleevs formel

Om bränslets värmevärde är okänt, kan det beräknas med den empiriska formeln som föreslås av D.I. Mendelejev. För att göra detta måste du känna till bränslets elementära sammansättning (bränslets ekvivalenta formel), det vill säga procentandelen av följande element i det:

syre (O);

Väte (H);

Kol (C);

Svavel (S);

aska (A);

Vatten (W).

Förbränningsprodukterna av bränslen innehåller alltid vattenånga, som bildas både på grund av närvaron av fukt i bränslet och vid förbränning av väte. Avfallsprodukter från förbränning lämnar industrianläggningen vid en temperatur över daggpunktstemperaturen. Därför kan värmen som frigörs under kondenseringen av vattenånga inte användas på ett användbart sätt och bör inte tas med i beräkningen i termiska beräkningar.

Nettovärmevärdet används vanligtvis för beräkningen. Q n bränsle, som tar hänsyn till värmeförluster med vattenånga. För fasta och flytande bränslen, värdet Q n(MJ / kg) bestäms ungefär av Mendeleevs formel:

Q n=0.339+1.025+0.1085 – 0.1085 – 0.025, (5.1)

där andelen (mass-%) av motsvarande grundämnen i bränslesammansättningen anges inom parentes.

Denna formel tar hänsyn till värmen från exoterma förbränningsreaktioner av kol, väte och svavel (med ett plustecken). Syre, som är en del av bränslet, ersätter delvis syre i luften, så motsvarande term i formel (5.1) tas med ett minustecken. När fukt avdunstar förbrukas värme, så motsvarande term som innehåller W tas också med ett minustecken.

Jämförelse av beräknade och experimentella data om värmevärdet för olika bränslen (ved, torv, kol, olja) visade att beräkningen enligt Mendeleevs formel (5.1) ger ett fel som inte överstiger 10 %.

Netto värmevärde Q n(MJ / m 3) av torra brännbara gaser kan beräknas med tillräcklig noggrannhet som summan av produkterna av värmevärdet för enskilda komponenter och deras andel i 1 m 3 gasformigt bränsle.

Q n= 0,108[Н 2 ] + 0,126[СО] + 0,358[CH 4 ] + 0,5[С 2 Í 2 ] + 0,234[Í 2 S ]..., (5,2)

där andelen (vol. %) innehåll av motsvarande gaser i blandningen anges inom parentes.

Genomsnittligt värmevärde naturgasär ungefär 53,6 MJ/m 3 . I artificiellt framställda brännbara gaser är halten CH 4-metan försumbar. De huvudsakliga brännbara komponenterna är väte H 2 och kolmonoxid CO. I koksugnsgas, till exempel, når halten H 2 (55 ÷ 60) %, och nettovärmevärdet för sådan gas når 17,6 MJ/m 3 . I generatorgasen, halten av CO ~ 30% och H 2 ~ 15%, medan nettovärmevärdet för generatorgasen Q n= (5,2÷6,5) MJ/m3. I masugnsgas är halten av CO och H 2 mindre; magnitud Q n= (4,0÷4,2) MJ/m3.

Betrakta exempel på beräkning av ämnens värmevärde med hjälp av Mendeleev-formeln.

Låt oss bestämma värmevärdet för kol, vars elementära sammansättning anges i tabell. 5.4.

Tabell 5.4

Elementär sammansättning av kol

Låt oss ersätta ges i tab. 5.4 data i Mendeleevs formel (5.1) (kväve N och aska A ingår inte i denna formel, eftersom de är inerta ämnen och inte deltar i förbränningsreaktionen):

Q n=0,339∙37,2+1,025∙2,6+0,1085∙0,6–0,1085∙12–0,025∙40=13,04 MJ/kg.

Låt oss bestämma mängden ved som krävs för att värma 50 liter vatten från 10 ° C till 100 ° C, om 5 % av värmen som frigörs under förbränning går åt till uppvärmning, och värmekapaciteten hos vattnet med\u003d 1 kcal / (kg ∙ grader) eller 4,1868 kJ / (kg ∙ grader). Den elementära sammansättningen av ved anges i tabell. 5,5:

Tabell 5.5

Elementär sammansättning av ved

	Låt oss hitta vedens värmevärde enligt Mendeleevs formel (5.1): Q n=0,339∙43+1,025∙7–0,1085∙41–0,025∙7= 17,12 MJ/kg. Bestäm mängden värme som spenderas på uppvärmning av vatten när du eldar 1 kg ved (med hänsyn till det faktum att 5 % av värmen (a = 0,05) som frigörs under förbränning går åt till att värma det): F 2=a Q n=0,05 17,12=0,86 MJ/kg. Bestäm mängden ved som behövs för att värma 50 liter vatten från 10°C till 100°C: kg. Det krävs alltså cirka 22 kg ved för att värma upp vatten.

Idag är människor extremt beroende av bränsle. Utan det, uppvärmning av bostäder, matlagning, drift av utrustning och Fordon. De flesta bränslen som används är kolväten. För att utvärdera deras effektivitet används värdena för det specifika förbränningsvärmet. Fotogen har en relativt imponerande indikator. På grund av denna kvalitet används den i raket- och flygmotorer.

På grund av dess egenskaper används fotogen i raketmotorer.

Egenskaper, anskaffning och tillämpning

Fotogenets historia går tillbaka mer än 2 tusen år och börjar när arabiska forskare kom på en metod för att destillera olja i enskilda komponenter. Den invigdes officiellt 1853, när den kanadensiske läkaren Abraham Gesner utvecklade och patenterade en metod för att utvinna en klar brandfarlig vätska från bitumen och oljeskiffer.

Efter att ha borrat den första oljekällan 1859 blev olja den huvudsakliga råvaran för fotogen. På grund av dess allestädes närvarande användning i lampor ansågs den vara en stapelvara i petroleumraffineringsindustrin i årtionden. Endast elektricitetens tillkomst minskade dess betydelse för belysningen. Fotogenproduktionen har också minskat i takt med att bilarnas popularitet har ökat.- denna omständighet ökade betydelsen av bensin som petroleumprodukt avsevärt. Men idag på många håll i världen används fotogen för uppvärmning och belysning, och modernt flygbränsle är samma produkt, men av högre kvalitet.

Med den ökade användningen av bilar har fotogenets popularitet minskat

Fotogen är en lätt genomskinlig vätska, kemiskt en blandning av organiska föreningar. Dess sammansättning beror till stor del på råmaterialet, men som regel består det av ett dussin olika kolväten, som var och en innehåller från 10 till 16 kolatomer. Fotogen är mindre flyktigt än bensin. Den jämförande antändningstemperaturen för fotogen och bensin, vid vilken de avger brandfarliga ångor nära ytan, är 38 respektive -40°C.

Denna egenskap gör det möjligt att betrakta fotogen som ett relativt säkert bränsle vad gäller lagring, användning och transport. Baserat på dess kokpunkt (150 till 350°C) klassificeras den som ett av de så kallade mellandestillaten av råolja.

Fotogen kan erhållas direkt, det vill säga fysiskt separerad från olja, genom destillation eller genom kemisk nedbrytning av tyngre fraktioner som ett resultat av en krackningsprocess.

Egenskaper för fotogen som bränsle

Förbränning är processen med snabb oxidation av ämnen med frigöring av värme. Som regel deltar syre som finns i luften i reaktionen. Vid förbränning av kolväten bildas följande huvudförbränningsprodukter:

• koldioxid;
• vattenånga;
• sot.

Mängden energi som genereras vid förbränning av ett bränsle beror på dess typ, förbränningsförhållanden, massa eller volym. Energi mäts i joule eller kalorier. Specifik (per måttenhet av mängden ämne) värmevärde är den energi som erhålls genom att bränna en enhet bränsle:

• molar (till exempel J/mol);
• massa (till exempel J / kg);
• volumetrisk (till exempel kcal / l).

I de flesta fall, för utvärdering av gasformiga, flytande och fasta bränslen arbeta med en indikator på massa förbränningsvärme, uttryckt i J / kg.

Vid förbränning av kolhydrater bildas flera grundämnen, till exempel sot

Värdet på värmevärdet kommer att bero på om de processer som sker med vatten under förbränning har tagits med i beräkningen. Avdunstning av fukt är en energikrävande process, och att ta hänsyn till värmeöverföring under kondenseringen av dessa ångor kan också påverka resultatet.

Resultatet av mätningar som gjorts innan den kondenserade ångan återför energi till systemet kallas det lägre värmevärdet, och siffran som erhålls efter att ångorna kondenserat kallas det högre värmevärdet. Kolvätemotorer kan inte använda den extra energin av vattenånga i avgaserna, så nettosiffran är relevant för motortillverkare och finns oftare i referensböcker.

När man anger värmevärdet anger man ofta inte vilken av mängderna som avses, vilket kan leda till förvirring. Att veta att det i Ryska federationen är traditionellt vanligt att ange den lägsta hjälper till att navigera.

Lägre värmevärde är en viktig indikator

Det bör noteras att för vissa typer av bränsle är uppdelningen i netto- och bruttoenergi inte meningsfull, eftersom de inte bildar vatten under förbränning. När det gäller fotogen är detta irrelevant, eftersom innehållet av kolväten i det är högt. Med relativt låg densitet (mellan 780 kg/m³ och 810 kg/m³) dess värmevärde liknar det för dieselbränsle och är:

• den lägsta - 43,1 MJ / kg;
• den högsta - 46,2 MJ / kg.

Jämförelse med andra typer av bränsle

Denna indikator är mycket bekväm för att uppskatta den potentiella mängden värme som finns i bränslet. Till exempel är värmevärdet för bensin per massenhet jämförbart med det för fotogen, men det förra är mycket tätare. Som en konsekvens, i samma jämförelse, innehåller en liter bensin mindre energi.

Den specifika värmen vid förbränning av olja som en blandning av kolväten beror på dess densitet, som inte är konstant för olika fält (43-46 MJ/kg). Beräkningsmetoder gör det möjligt att bestämma detta värde med hög noggrannhet, om det finns initiala data om dess sammansättning.

De genomsnittliga indikatorerna för vissa typer av brännbara vätskor som utgör olja ser ut så här (i MJ / kg):

• dieselbränsle - 42-44;
• bensin - 43-45;
• fotogen - 43-44.

Kaloriinnehållet i fasta bränslen, som torv och kol, har ett större intervall. Detta beror på att deras sammansättning kan variera mycket både vad gäller halten av obrännbara ämnen och kolvätens värmevärde. Till exempel torvens värmevärde olika typer kan fluktuera inom 8-24 MJ/kg, och kol - 13-36 MJ/kg. Bland vanliga gaser har väte ett högt värmevärde - 120 MJ / kg. Näst när det gäller specifik förbränningsvärme är metan (50 MJ/kg).

Vi kan säga att fotogen är ett bränsle som har stått sig genom tiderna just på grund av sin relativt höga energiintensitet till ett lågt pris. Dess användning är inte bara ekonomiskt motiverad, men i vissa fall finns det inget alternativ.